機械化生產工藝對窖泥理化指標影響的初探

謝 軍，朱莉莉，黃 丹，黃治國，衛春會，蔣清清，羅惠波

（四川輕化工大學 釀酒生物技術及應用四川省重點實驗室，四川 宜賓 644000）

濃香型白酒一直以來都是市面上最受歡迎的白酒種類之一，其中瀘州老窖、五糧液是最具特色風味的濃香型白酒代表企業。其最大特點是味道純正，香味濃郁，因其典型代表是位于酒城的瀘州老窖，因此又稱為“瀘型酒”[1]。廣大消費者一直被“瀘型酒”獨特的口感所吸引，為更好地應對社會及消費者需求的不斷變化，濃香型白酒企業在努力做好傳統工藝的同時，也在不斷地探索機械化生產工藝，經過多年的不斷實踐，大部分濃香型白酒企業已實現不同程度的機械化生產，如在制曲、出窖、上甑蒸餾、出甑、入窖等環節，極大地促進了企業的生產效率，減少了企業人力運行成本[2-4]。機械化生產帶來諸多便利，如機械化生產工藝中一般采用不銹鋼蓋代替傳統窖皮泥封窖；在抽黃水過程中通過水泵代替傳統生產工藝中的舀黃水；出窖、上甑蒸餾、出甑、打量水、攤晾、入窖等環節機械化生產代替了人工操作[5-9]。機械化生產在帶來便利的同時也會存在一定的隱患，可能會造成窖泥品質發生改變，影響窖泥微生物菌群、影響糟醅的理化性質、影響優質酒的出酒率等，這些改變都會對濃香型白酒生產工藝造成影響，尤其是對濃香型白酒的立根之本—窖泥造成不可挽回的影響。

為探究機械化生產工藝是否會對窖泥品質的影響，本試驗選取川南某名優濃香型白酒廠長期生產窖池中的窖泥為研究對象，對不同部位窖泥的常規理化指標進行分析，并與傳統生產工藝窖泥的理化指標分布規律進行對比分析，探究是否會對窖泥的品質造成影響，根據試驗結果對生產工藝提出優化意見，以盡量避免機械化生產工藝大規模推廣后對酒類企業中的傳統窖池產生不可彌補的影響，更好的促進白酒生產機械化改革。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

窖泥樣品：采自川南某名優濃香型白酒廠（機械化生產工藝），選取產原酒質量等級相近的3口窖池（分別編號為窖1、窖2、窖3），每口窖池分別取窖底，黃水線以下的窖壁中部，黃水線以上的窖壁中部三個部位的窖泥，在開窖糟醅起完后立即對各部位進行多點取樣混合均勻，分別迅速置于磨口瓶中，運輸過程中必須置于冰盒中，于4 ℃冰箱保藏。部分指標測定所需的干窖泥是將新鮮窖泥平鋪在潔凈的玻璃板上，置于陰涼處風干、粉碎、過篩。

氫氧化鈉、碘化汞、碘化鉀、酒石酸鉀鈉、氯化銨、硼酸、硫酸銅、硫酸鉀、高錳酸鉀、重鉻酸鉀、氟化銨、鉬酸銨、氯化亞錫等（均為分析純）：成都科龍化工試劑廠。

1.2 儀器與設備

Starter2100 pH計：奧豪斯儀器有限公司；T6紫外可見分光光度計：北京普析通用儀器有限公司；8400全自動凱氏定氮儀：丹麥FOSS公司；KQ5200DB數控超聲波清洗器：昆山舒美超聲儀器有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 指標測定

水分含量：采用烘干法[10]；pH值：采用pH計法[11]；腐殖質含量：采用油浴法[12]；氨基酸態氮含量：采用奈氏試劑比色法[13]；有效磷含量：采用鉬酸銨比色法[13]；總氮含量：采用全自動凱氏定氮儀測定法[14-15]。

1.3.2 數據分析

2 結果與分析

2.1 水分含量

對三口窖池的不同部位窖泥水分含量測定結果見圖1。由圖1可知，3口窖池窖泥水分含量在30%～40%，隨著窖泥位置的降低均呈下降趨勢，這與傳統生產工藝窖泥含水量隨著窖泥位置下降呈上升趨勢的分布情況有一定的差異[10]。

傳統生產工藝的窖泥水分含量一般在35%～45%，比機械化生產工藝的窖泥含水量高5%左右，并隨著窖泥位置的降低呈上升趨勢[16-17]，機械化生產工藝表現出了一個不同變化趨勢，出現這種變化的原因可能有以下幾個方面：一是與機械化生產工藝中采用水泵抽黃水有關，與傳統生產工藝中采用打黃水坑舀黃水的方式相比，抽黃水的工藝減少了滴窖和出窖的時間，窖池上部窖泥中的水分散失較少，下部水分流失較多，從而造成底部窖泥中水分減少的現象；二是與采用不銹鋼蓋進行封窖有關，在釀酒過程中糟醅因重力原因會出現下沉的現象，隨著糟醅下沉，糟醅頂部出現空隙而產生負壓，從而導致窖內水汽上升，窖池內部整個水循環受到影響。在后續機械化生產過程中應該注意調整工藝參數，如調整糟醅入窖含水量、出窖后對窖池進行養護等，以確保窖泥的質量不受到較大的影響。

圖1 三口窖池不同部位窖泥間的水分含量Fig.1 Moisture of pit muds at different locations of pit mud in three pits

2.2 pH值

對三口窖池不同部位窖泥pH值的測定結果見圖2。由圖2可知，窖池整體呈酸性，pH值在3.5～4.0左右；隨著位置的降低總體呈下降趨勢，可能與在釀酒過程水分從上向下聚集以及下部窖泥被黃水長時間浸泡有關。

圖2 三口窖池不同部位窖泥間的pH值Fig.2 pH value of pit muds at different locations of pit mud in three pits

傳統濃香型白酒生產工藝中優質窖泥的pH值一般偏中性，在5.5～7.0左右[18]，與之相比，機械化生產工藝窖泥pH值有明顯降低趨勢，屬于偏酸性情況。表明機械化生產工藝對窖泥中酸性物質的含量有一定的影響，這可能與機械化生產工藝中抽黃水、配料、蒸糧、攤晾、打量水等環節有關。鑒于此，后續生產過程中應該注意調節黃水的抽取工藝、入窖糟醅的酸度，通過工藝調整盡量避免因酸度過高對窖泥中微生物菌群造成不利影響。

2.3 腐殖質

對三口窖池不同部位窖泥腐殖質含量的測定結果見圖3。由圖3可知，腐殖質含量在10%～13%左右，并隨著窖泥部位的下降大體呈減少趨勢。但趨勢不明顯，部分窖池下部窖泥中腐殖質含量反而高于中部窖泥，這與傳統生產工藝中腐殖質含量的變化趨勢相同[19]，都不具有明顯的變化趨勢。腐殖質的這種不規律分布情況可能與發酵過程中水的流動、不同層糟醅的性質不同以及養窖、護窖的操作方式的不同有關，在后續機械化生產時應該予以監控以確保窖泥微生態的保持。

圖3 三口窖池不同部位窖泥間的腐殖質含量Fig.3 Humus content of pit muds at different locations of pit mud in three pits

2.4 氨基酸態氮含量

對三口窖池不同部位窖泥的氨基酸態氮含量測定結果見圖4。

圖4 三口窖池不同部位窖泥間的氨基酸態氮含量Fig.4 Amino nitrogen of pit muds at different locations of pit mud in three pits

由圖4可知，氨基酸態氮在不同部位窖泥中有著較為明顯的分布規律，隨著窖泥部位的降低呈下降趨勢，這與傳統生產工藝窖泥中分布情況存在一定的差異[20-21]。機械化生產工藝窖泥的氨基酸態氮含量分布在100～200 mg/100 g（圖4），與傳統生產工藝窖泥的100～700 mg/100 g相比含量偏低[17]。兩種工藝下氨基酸態氮含量的不同，可能與生產工藝中黃水的抽取方式、雙輪底工藝的采用與否、養護窖的方式及時間等原因有關，還可能與窖泥的使用時間有關，后續將對不同窖齡的機械化工藝的窖泥進行進一步的研究。

2.5 總氮含量

對三口窖池不同部位窖泥總氮含量的測定結果見圖5。由圖5可知，三口窖池不同部位窖泥中總氮含量具有相同的分布趨勢，中部窖泥含量最高，其次是下部窖泥，最低是上部窖泥，含量分布在0.6%～1.2%左右。

圖5 三口窖池不同部位窖泥間的總氮含量Fig.5 Total nitrogen content of pit muds at different locations of pit mud in three pits

研究發現，在機械化工藝中不同部位窖泥總氮含量并沒有像傳統生產工藝窖泥一樣，隨著窖泥部位下降呈現遞增的趨勢[17]，而是呈中部窖泥含量最高，下部窖泥總氮含量高于上部窖泥。這種差異產生原因可能與黃水的抽取方式有關，傳統工藝的打黃水坑舀黃水，黃水在窖底停留時間更長，黃水坑位置更大，氮元素的沉積也會增多；而機械化工藝采用的預埋水管通過水泵進行抽黃水，黃水停留時間短，相比氮元素沉積較少，同時抽黃水速度更快，底部窖泥中氮元素也流失更快。鑒于此，在后續機械化工藝生產中養窖、護窖時應該著重注意對窖底進行營養物質補充，做好養窖、護窖工作，確保窖池的正常運行。

2.6 有效磷含量

對三口窖池不同部位窖泥有效磷含量的測定結果見圖6。由圖6可知，三口窖池不同部位窖泥中有效磷含量具有相同的變化趨勢，下部窖泥有效磷含量高于中部窖泥，中部窖泥有效磷含量高于上部，隨著窖泥部位的下降呈現逐步上升的趨勢[23]，有效磷含量在200～400 mg/100 g。

研究結果表明，機械化生產工藝中窖泥有效磷含量的分布規律與傳統工藝窖泥的分布規律基本一致，因此機械化生產工藝對有效磷的含量并無太大影響。但是機械化生產窖泥中有效磷的含量相對于傳統工藝窖泥的400～1 400 mg/100 g有所偏低[17]，這可能是因為取樣的窖池屬于新建窖池，窖泥還未完全老熟，窖泥的品質無法與傳統生產工藝中的老窖泥相比，后續研究中將會對完全老熟的機械化工藝窖池的窖泥進行進一步分析。

圖6 三口窖池不同部位窖泥間的有效磷含量Fig.6 Available phosphorus content of pit muds at different locations of pit mud in three pits

2.7 討論

研究發現，機械化生產工藝窖泥有效磷、腐殖質含量的分布情況與傳統工藝生產下的分布情況基本相近，而水分含量、pH值、氨基酸態氮含量以及總氮含量的檢測結果則與傳統工藝有所差異。認為造成機械化生產工藝窖泥水分含量、pH值、氨基酸態氮含量以及總氮含量與傳統生產工藝窖泥出現差別的主要原因如下：由于機械化生產采用不銹鋼蓋進行封窖，在發酵過程中因為糟醅下沉使頂部產生負壓，導致部分水汽上升，窖內整個水循環受到影響，后續生產過程中應該注重對下部窖泥水分的養護；機械化生產工藝中抽黃水、配料、蒸糧、攤晾、加水等環節都是機械完成，無法真正做好糟醅酸度的調節，在后續生產過程中應該注意在蒸糧時加長大火沖酸的時間，配料時注意糟醅酸度的調節等方面，以避免酸度長期過高對窖泥中的微生物菌群造成影響通過幾組理化指標的檢測分析；由于機械化生產窖池一般都是人工老熟窖泥制作的，一般只有5～7年，窖齡還比較短，還未徹底完成向老窖泥的轉換，部分指標不穩定，不能形成如老窖泥一樣穩定的分布規律，同時某些理化指標在短時間內含量無法達到老窖泥的標準，需要在后續生產過程中加以監測，以防對窖泥的老熟及品質造成影響。

3 結論

本試驗研究發現，機械化生產工藝窖泥有效磷、腐殖質含量的分布情況與傳統工藝生產下的分布情況基本相近，而水分含量、pH值、氨基酸態氮含量以及總氮含量與傳統工藝有所差異：水分含量隨著窖池部位的降低呈下降趨勢，與傳統生產工藝窖泥含水量的分布趨勢完全相反；機械化生產工藝窖池整體呈酸性，pH值在3.5～4.0左右，相對于傳統生產工藝優質窖泥呈中性存在明顯的下降趨勢；氨基酸態氮含量隨著窖泥部位的降低呈下降趨勢，與傳統生產工藝窖泥的分布趨勢完全相反；中部窖泥總氮含量最高，下部窖泥總氮含量高于上部窖泥，與傳統生產工藝窖泥隨著窖泥部位下降呈現遞增的趨勢不一致。

綜上所述，機械化工藝的運用對窖泥的品質會產生一定的影響，機械化生產工藝的運用目前雖仍處于起始階段，但不能放松對窖泥品質的監測，后續研究、生產過程中，將繼續擴大樣品量，對機械化生產工藝窖泥理化指標和微生物群落指標進行深入分析，以避免因機械化生產大規模推廣應用對濃香型白酒生產的根本—窖泥造成不可挽回的破壞，同時還可以及時修正機械化生產工藝的參數，以更好的促進白酒生產機械化的改革。